基于2L1D項目化教學模式的探索與實踐

竇慧敏 劉華敏

關鍵詞： 數據庫系統; 2L1D; 項目化; 教學模式

1 引言

來自美國的尹利諾易大學教授凱茲博士和加拿大的阿爾伯特大學教授查德博士，都是優秀的兒童教育家，他們共同創新了一種以學生為核心的教學方法——項目化教學法。該方法的主旨是提供給學生一個完整的任務或項目，讓學生通過自己的能力獨自完成，包括數據搜集、方案設計和實施，任務完成后學生也要能夠在過程中學會總結；導師在學生項目實施過程中需要起到引路人的作用；主要目的是讓學生通過項目的實施，能夠理解和掌握完成項目各個環節的根本要求和實踐技能[1]。

基于此項目的學習，安徽信息工程學院組織多位專家、導師研究分析，在此基礎上系統完善地設計了4L（Layers）4D（Dimension）項目化教學體系。根據4L4D 層級劃分標準，結合《數據庫系統》課程大綱和培養方案，可以明確該課程項目類型為2L1D。

2L是指工程能力的鞏固和提升。一個完整的實踐項目的開展，是需要把工程問題作為對象，融入各種專業知識、技能特別是信息技術，以提高學生應用所學知識處理工程問題的能力。指導學生完成一個完整的工程項目，包括工作流程和主要工作內容，如目標與任務、技術與方案、實施與管理、結論與評價，了解團隊中的分工與合作以及自己作為一員的作用，學會如何提取、分析和解決項目中的疑難問題。

1D指的是單門課程的設計，可以是針對某門課程的某個知識點進行課堂設計練習，也可以是針對某門課程進行一學期或一段時間的設計和培訓。目的是讓學生在實踐和摸索中學到特定課程的概念和知識[2]。

2 數據庫系統課程教學現狀

2.1 教學內容安排缺乏軟件工程思想

國內各本、專科院校開設的數據庫系統課程都比較統一，大多是《數據庫系統概論》，使用的教材也大多是王珊和薩師煊教授[3]編寫的《數據庫系統概論》[4]。教學內容也基本是數據庫技術介紹、關系型模型基本概念、結構化查詢語言SQL、關系數據庫的參照完整性、數據庫程序設計等課程。當導師在對教學內容組織時，絕大都機械、系統地遵照教材章節順序來安排理論知識，而缺乏對知識運用的講解和理論實踐。導師上課即使對項目實踐有所觸及，但是并沒有按照傳統軟件工程的思想對項目案例進行層層剖析、分步講解，導致學生獲得到的知識是零散的，難以吸收消化。

2.2 重理論輕實踐

數據庫系統課程在教學中占有重要位置，是理論性與實踐性相結合的課程。數據庫教學過程中絕大都存在以下情況。把數據庫課程以教材理論知識為核心，當作一種純理論課程，教學過程中對項目案例的引用常常是零散的、碎片化的，學生沒有實際操作的機會。因為教學時數的局限性，理論實踐學時較少，所以實踐內容的安排通常是一些課堂案例的驗證來作為課堂教學的延伸。重書本輕實踐往往使得學生對數據庫系統設計的整體認知出現偏差。

3 研究基礎

3.1 優化課程教學內容

數據庫作為信息社會不可或缺的一部分，在各個地方、行業都有著十分重要的應用，為現代化、數字化、信息化建設保駕護航[5]。作為一名高等院校的計算機人才，數據庫系統是必修課，它既是軟件工程、數據分析、畢設等課程的基礎，又是為后續學習數據結構、程序設計、操作系統等課程做好鋪墊，同時還為日后學習大數據、AI人工智能等新技術創造條件[6]。可以說它在整個課程框架中起著溝通橋梁的作用，在人才培養中占有重要的位置，乃至對學生未來的學習、工作、科研和事業發展產生深遠的影響[7]。在理論教學內容上，分為基礎、設計與應用開發和系統三個章節。實驗教學有三種類型：驗證性實驗、設計性實驗和創新性實驗。

3.2 深挖課程中包含的思想政治因素

通過以數據庫系統課程的專業知識為載體，深入挖掘課程所蘊含的思想政治要素，將愛國主義、社會主義核心價值觀、青年的使命責任、專業素質、團隊合作、創新意識等有機植入，要以潤物細無聲的方式巧妙地設計數據庫系統的思政元素。

3.3“以學生發展為中心”的線上線下教學實施過程

在博思智慧學習平臺上傳課程相關資料，包括課程相關數據庫、教學大綱、授課計劃表、授課PPT等；作業發布、章節自考、課程討論、課程答疑活動等；同時，通過博思智慧學習平臺還能匯總學生的學習成果，時刻掌握學生的學習動態、情況。

1） 課前

在線上，導師可以使用博思智慧學習平臺上傳材料、發布預覽、課前點名。學生可以查看查看上傳的資料，例如：教學大綱、授課計劃表、授課PPT等內容，方便學生提前預習，學生可以下載相關資料。

2） 課中

在線上，導師使用博思智慧學習平臺發布課堂搶答、課堂實操、知識拓展、課堂檢測，及時獲得學生預習本次課的學習情況和掌握情況。

3） 課后

在線上，導師發布作業，學生收到作業及時運用所學知識完成；學生在線下完成每個實驗并上傳到學習平臺。導師為學生解答問題、檢查實驗和作業。

4 項目化教學模式的探索與實踐

4.1 項目考核細則

根據4L4D層級劃分標準，結合《數據庫系統》的課程性質及定位，可以明確項目類型為2L1D，主要提高學生對SQL語言的運用。下表1為課程設計項目答辯分數考核表。

4.2 項目考核方法

4.2.1 成立項目組

通過整個班級學生的日常表現水平和能力，同時考慮學生在發展過程中可能遇到的困難，可以嘗試著讓學生互相組成一個小組，但堅持一個原則：在項目團隊中，選擇一個同學作為領頭羊擔任項目經理，該同學不僅要有扎實的計算機技術、掌控大局的意識、良好的溝通能力，而且還要把握整個項目進度。在自由組隊的過程中，充分尊重學生的自主意志。項目組長選定后，確定每個小組的人數，一般為4-6人，不宜過多或過少，并根據工程項目化的思路，由組長給每個小組成員分配相應的任務。

4.2.2 項目立項

項目團隊成立后，接下來就是開始項目設計研發。導師提供21個課程設計參考題目，學生可以自主選擇，同時也可以根據自己的特長、能力來自主命題。鼓勵學生自主創新的同時也要貼合實際。課程設計報告是重要成果文檔，應該能夠反映學生在數據庫課程設計中所做的工作收獲，所以應盡量做到格式規范、內容充實、條理清晰、重點突出。系統選定之后，學生要根據導師提供的課程設計報告模板，按照數據庫設計流程首先進行需求分析、第二步完成概念結構設計、第三步實現邏輯結構設計、其次形成物理結構設計、最后實現數據庫實施和維護，做好各個階段完成的內容以及相應的代碼，最終以文檔和PPT的形式提交給導師。導師根據文檔內容、PPT匯報情況及每個小組成員的工作量占比，綜合給每個學生打分，做到公平公正。

4.2.3 項目實施階段

需求分析階段：確定系統有哪些功能、哪些角色，用數據字典對各個不同的對象用特定的格式進行注釋。該階段主要是鍛煉學生分析、溝通交流、理解能力，從談話中獲得有用的信息。

概念設計階段：作為整個數據庫設計的基礎，首先用戶通過需求分析得到的信息抽象為信息結構，這就是形成概念模型的過程，也就是概念結構設計。同時使用最便捷有效的E-R圖工具來描繪出不同實體之間的關系。

邏輯設計階段：簡單說就是將概念設計階段的產物E-R圖轉換成與數據庫產品數據模型相似的邏輯結構。在該階段，我們需要使用學習到的關系數據庫標準化理論知識來解決兼容問題以及尋求優化的辦法。

物理設計階段：即為確定的邏輯數據模型挑選一個最匹配的物理結構的過程，物理結構為數據庫存儲在物理設備上的結構和方法，綜上就是數據庫的物理設計。

數據庫實施階段：該階段需要檢驗學生的代碼能力，因為要掌握SQL Server不同版本數據庫的操作，而且還要SQL語言完成相關工作。在這個階段，無論使用哪種系統，都要完成最基本的功能如增、刪、改、查，其中查詢包括單表、多表查詢以及復雜的關聯查詢。可以說這個階段是能體現學生動手能力的階段。

4.2.4 答辯

1） 要求：小組完成一個或兩個項目，編寫課程設計報告、制作匯報PPT；

2） 答辯方式：現場抽簽選擇答辯人員，各小組為其他小組打分。如果時間不足，未能答辯的組取其他各組平均分；

3） 課程設計分數：課程設計分數=答辯小組互評分* 40% +導師評分* 60；

4） 分工角色：

班長：班長擔任答辯主持人，開場主持，安排計時人員（匯報5分鐘，提問3分鐘），安排提問人員（借此機會也復習下本課程知識），安排拍照人員，事后制作PPT分享。

學委：學委負責評分統計工作，組織每個小組為其他小組評分（0-100分），各組之間分數要有差距，不符合為無效票，無效票為該小組扣10分。學委事先打印互評表發給各組長，結束后收取互評表進行統計，根據考核規定刪除一個最高分和一個最低分取平均分，最后將書面的互評分表和統計結果電子表一起交給老師。

紀律委員：紀律委員負責現場抽簽，公開抽簽小組答辯順序，抽簽決定每組匯報人，一次最多抽五組匯報人，并監督檢查實際匯報人是否相符，不符直接扣20分。

回答問題不限人員，小組答辯時，小組成員都到講臺前，方便回答問題。每個階段完成之后，項目組所有成員全部站在講臺，由項目組的組長進行講解，模擬現場，同時解答現場提出的問題。在這個時候，老師和其他小組的每個成員都可以進行提問，這將促進不同小組的相互學習。這也是通過不同組別之間的競爭，激發各組成員的學習熱情，互相鼓勵、展示自己，提高整個班集體的能力。答辯結束后，老師可以針對每個小組進行合理的建議和總結，并指出對下一階段的學習任務和要求。

4.3 推廣完善考核評價體系

高校傳統的階段性考試過于注重理論，缺少實踐，只看重期末成績，而忽略了實踐能力的考核。導致學生不重視平時學習內容，而進行期末突擊學習，從而對課程內容理解不深入、不牢固，只停留在書本知識。而通過該教學模型不僅可以讓學生平時融入參與到課程學習中，還能提高學生的學習效果，這樣才能夠真正達到課程教學目標。

5 結束語

實踐證明，2L1D項目化教學模式應用于《數據庫系統》課程的教學模式中，能夠使得更多學生主動融入、參與到課堂，通過老師的互動教學實踐，很好地提高了學生的動手實踐能力。而且通過該模式的教學，特別是針對經典項目案例實戰的講解，既能提高學生對理論知識的掌握，還能潛移默化地提高學生動手實踐能力。學生的積極性提高了，老師就能及時收到課堂反饋，教學質量也從而能得到提高。